工業(yè)4.0到底何時(shí)到來(lái)，沒(méi)有人知道。但是我們可以預(yù)見：數(shù)字化和智能化必將是未來(lái)工業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ?。是否要通過(guò)實(shí)施某種信息化系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)本企業(yè)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，也許有待商榷。但是，更長(zhǎng)遠(yuǎn)、更全局的視角，以及對(duì)業(yè)務(wù)痛點(diǎn)更清晰了解，將是中國(guó)企業(yè)可長(zhǎng)期、持續(xù)、高速發(fā)展的必備素質(zhì)。

無(wú)論是工業(yè)4.0還是Tecnomatix，其所提供的，不僅僅是一個(gè)概念、產(chǎn)品或者解決方案，更是一個(gè)解決問(wèn)題的思路和方法。如果中國(guó)企業(yè)能夠從中有所領(lǐng)悟，這才是其對(duì)中國(guó)制造業(yè)貢獻(xiàn)的最大價(jià)值。

在每個(gè)人都在談?wù)摴I(yè)4.0的今天，工業(yè)4.0最為吸引人的一點(diǎn)是其對(duì)于未來(lái)工業(yè)智能化和數(shù)字化的闡述。

想象一下：未來(lái)的工業(yè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)創(chuàng)意開始，直到成品出廠，都可以由信息化系統(tǒng)提供無(wú)縫的數(shù)據(jù)和管理支持，那將是一種怎樣的井井有條，而人本身的創(chuàng)造力和智慧，將得到怎樣的解放和發(fā)揮？

以往的信息系統(tǒng)，無(wú)論是CAD系統(tǒng)還是PLM系統(tǒng)，解決的都是在虛擬世界的產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程。雖然有ERP系統(tǒng)和MES系統(tǒng)等能夠管理現(xiàn)實(shí)工廠車間的信息化系統(tǒng)，但是所有與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，依然難以直達(dá)生產(chǎn)的一線，指揮生產(chǎn)原料按照最優(yōu)化的生產(chǎn)流程進(jìn)行生產(chǎn)，管理車間的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備、控制器和物料進(jìn)行最有效率的生產(chǎn)。所有的工作，依然都需要人來(lái)親自完成。

信息化系統(tǒng)的終點(diǎn)與現(xiàn)實(shí)設(shè)備的起點(diǎn)，缺乏必要和充分的聯(lián)接和交互。工業(yè)4.0對(duì)未來(lái)工業(yè)發(fā)展的規(guī)劃，聯(lián)接了兩者。

這也是工業(yè)界認(rèn)為其將會(huì)帶來(lái)普遍效率和價(jià)值的原因：最活躍的信息技術(shù)將切實(shí)被引入到了工業(yè)，且落實(shí)到了現(xiàn)實(shí)的工廠、車間和工位。也正是借助信息系統(tǒng)迅猛的發(fā)展，工業(yè)才有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)更大范圍、更深層次的脫胎換骨，徹底擺脫成本、生產(chǎn)模式和效率等現(xiàn)階段的桎梏。

信息化與連接

從數(shù)字化制造到工業(yè)4.0連接中的虛擬與現(xiàn)實(shí)

機(jī)器人設(shè)備不是SiemensPLMSoftware的產(chǎn)品，SiemensPLMSoftware的作用是在后臺(tái)指揮和操作這些機(jī)械設(shè)備完成工作。把人、機(jī)器、信息系統(tǒng)和各種相關(guān)的設(shè)備緊密聯(lián)接在一起

Tecnomatix，是SiemensPLMSoftware聯(lián)接信息系統(tǒng)和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)鍵點(diǎn)。

Tecnomatix是SiemensPLMSoftware數(shù)字化制造產(chǎn)品線的品牌，可以理解為Tecnomatix是建立在TeamcenterManufacturing架構(gòu)骨干上面。Tecnomatix與Teamcenter的融合，已經(jīng)從功能級(jí)深入到了軟件級(jí)。

隨著2007年SiemensPLMSoftware的出現(xiàn)，與Teamcenter緊密集成的Tecnomatix與西門子原有的SIMATICIT（MES）得到了更進(jìn)一步的整合，這也成為完成這種聯(lián)接的另一個(gè)關(guān)鍵步驟。

目前，SiemensPLMSoftware已經(jīng)為Tecnomatix和SIMATICIT提供了一個(gè)接口，可以從數(shù)字化工廠傳送一些信息數(shù)據(jù)到IT環(huán)境里，包括與質(zhì)量相關(guān)的資料、生產(chǎn)的材料清單等。當(dāng)然，這個(gè)接口也允許相同路徑的數(shù)據(jù)返回，即從IT系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)字化工廠。

事實(shí)上，通過(guò)Tecnomatix的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，用戶可以對(duì)當(dāng)前的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程有一個(gè)清晰全面的了解：通過(guò)人機(jī)界面（HMI）、管理控制和數(shù)據(jù)采集（SCADA），從工廠收集到的設(shè)備之間的實(shí)時(shí)信息被反饋給包括MES在內(nèi)的上游系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了與MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互接口的

Tecnomatix，則可以通過(guò)實(shí)時(shí)收集到的車間數(shù)據(jù)，優(yōu)化生產(chǎn)管理，監(jiān)視正在進(jìn)行的工作，并反饋生產(chǎn)數(shù)據(jù)給PLM系統(tǒng)。

Teamcenter的制造流程管理模塊，即可對(duì)制造數(shù)據(jù)、過(guò)程、資源以及工廠信息進(jìn)行管理和分析：不僅可以了解生產(chǎn)現(xiàn)狀，而且會(huì)按照業(yè)務(wù)流程，傳達(dá)進(jìn)一步的操作指令到生產(chǎn)車間。

Tecnomatix和Teamcenter構(gòu)成的創(chuàng)新產(chǎn)品平臺(tái)，已經(jīng)與生產(chǎn)加工設(shè)備、ERP和MES等構(gòu)成的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了雙向的數(shù)據(jù)交互。完成了從虛擬到現(xiàn)實(shí)聯(lián)接任務(wù)的Tecnomatix，不僅極大地提高了信息系統(tǒng)對(duì)于工業(yè)企業(yè)的影響深度，而且很大程度上，也為工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、電氣化和智能化，提供了可靠和完整的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和支持，使得企業(yè)有機(jī)會(huì)從根本上完善和優(yōu)化自身的業(yè)務(wù)流程。

實(shí)踐中的Tecnomatix

工程師負(fù)責(zé)產(chǎn)品的研發(fā)和設(shè)計(jì)。要怎樣在設(shè)計(jì)階段就去驗(yàn)證他做出來(lái)的設(shè)計(jì)方案是可行的？誰(shuí)來(lái)做驗(yàn)證？怎么去做驗(yàn)證呢？對(duì)于一個(gè)全新的產(chǎn)品，它能不能在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上來(lái)進(jìn)行制造？是否需要做一些生產(chǎn)線的改造？或者說(shuō)，要在新的工廠才能把這個(gè)產(chǎn)品制造出來(lái)呢？

在傳統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)當(dāng)中，現(xiàn)實(shí)的物料、生產(chǎn)設(shè)備、加工方法和車間布局都會(huì)影響最終產(chǎn)品的生產(chǎn)，但是這些信息對(duì)于處在設(shè)計(jì)前端的工藝規(guī)劃師來(lái)講，獲取的途徑極其有限。更多時(shí)候，除了經(jīng)驗(yàn)以外，這些問(wèn)題都需要產(chǎn)品在虛擬的信息化系統(tǒng)當(dāng)中完成全部的工作，進(jìn)入現(xiàn)實(shí)的工廠車間后，才會(huì)被一一發(fā)現(xiàn)。但是對(duì)于現(xiàn)實(shí)的工業(yè)企業(yè)來(lái)講，最現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題——到底產(chǎn)品該怎么生產(chǎn)——這是一個(gè)必須快速得到答案的問(wèn)題。

Tecnomatix最核心的功能是零件加工規(guī)劃和驗(yàn)證，為零部件和用來(lái)制造這些零件的工具制定生產(chǎn)工藝（如NC編程、流程排序和資源分配等），并對(duì)工藝流程進(jìn)行驗(yàn)證。

具體包括：創(chuàng)建數(shù)字化流程計(jì)劃、工藝路線和車間文檔；制造流程仿真；對(duì)所有流程、資源、產(chǎn)品和工廠的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；為車間提供NC數(shù)據(jù)……從而可以將生產(chǎn)制造流程計(jì)劃與生產(chǎn)系統(tǒng)直接關(guān)聯(lián)起來(lái)，為設(shè)計(jì)師和前端工程師提供一個(gè)規(guī)劃驗(yàn)證零件制造流程的虛擬環(huán)境；為制造工程師、CNC程序員、工裝負(fù)責(zé)人和機(jī)械師等提供一個(gè)統(tǒng)一的單一來(lái)源數(shù)據(jù)。

另外，配合Tecnomatix的裝配規(guī)劃和驗(yàn)證功能，系統(tǒng)為工程師提供了一個(gè)虛擬制造環(huán)境來(lái)規(guī)劃驗(yàn)證和評(píng)價(jià)產(chǎn)品的裝配制造過(guò)程和裝配制造方法，檢驗(yàn)裝配過(guò)程是否存在錯(cuò)誤，零件裝配時(shí)是否存在碰撞。

Tecnomatix對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理還不止于此。隨著機(jī)器人在工業(yè)企業(yè)當(dāng)中的大量應(yīng)用，Tecnomatix的機(jī)器人與自動(dòng)化規(guī)劃解決方案吸引了更多用戶的關(guān)注。

對(duì)于用戶來(lái)講，如果一家企業(yè)的機(jī)器人或者自動(dòng)化加工設(shè)備只有一兩臺(tái)，那么依靠人工的編程和操控就可以發(fā)揮其作用。但是，如果一個(gè)工廠裝備了幾百臺(tái)自動(dòng)化加工設(shè)備，那么顯然需要一個(gè)系統(tǒng)化的方式才能確保整個(gè)生產(chǎn)工作能夠按規(guī)定完成。

Tecnomatix的機(jī)器人與自動(dòng)化規(guī)劃解決方案，提供了用于開發(fā)機(jī)器人和自動(dòng)化制造系統(tǒng)的共享環(huán)境，用戶能夠通過(guò)PLM平臺(tái)，以虛擬的方式開發(fā)、仿真和調(diào)試機(jī)器人和其他的自動(dòng)化制造設(shè)備，既能處理單個(gè)機(jī)器人和工作臺(tái)，也能處理完整的生產(chǎn)線和生產(chǎn)區(qū)域。能滿足從生產(chǎn)專用產(chǎn)品的工廠到綜合采用多種方式的混合模式生產(chǎn)工廠的多種業(yè)務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)制造流程的優(yōu)化。

工廠設(shè)計(jì)和優(yōu)化解決方案是Tecnomatix有別于其他系統(tǒng)的特殊功能，其視角不再放在產(chǎn)品本身，而是關(guān)注在生產(chǎn)加工的場(chǎng)地和環(huán)境。

高效的同時(shí)，Tecnomatix對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量也異常關(guān)注。Tecnomatix質(zhì)量管理解決方案將質(zhì)量信息與所有制造和工程設(shè)計(jì)信息聯(lián)系起來(lái)，從而不僅能夠幫助工程師確定產(chǎn)生誤差的關(guān)鍵尺寸、公差和裝配流程，而且能夠通過(guò)尺寸分析工具，在制造實(shí)際零件之前，預(yù)測(cè)制造問(wèn)題并找到原因。

從數(shù)字化制造到工業(yè)4.0

質(zhì)量的分析和管理不僅在制造業(yè)企業(yè)自己的工廠里，也包括其供應(yīng)商。到底他們是不是提供了一個(gè)滿足質(zhì)量要求合規(guī)的零部件？如果這個(gè)零部件是有問(wèn)題的，它會(huì)在哪里出現(xiàn)組裝的問(wèn)題，影響有多大？產(chǎn)品質(zhì)量是工業(yè)企業(yè)存在的核心價(jià)值，而有效利用信息化工具完成產(chǎn)品質(zhì)量的分析和監(jiān)控將極大提高企業(yè)對(duì)未來(lái)市場(chǎng)的把握能力。

不能否認(rèn)，中國(guó)的工業(yè)企業(yè)——尤其是制造業(yè)企業(yè)，在以往的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，始終處于劣勢(shì)。而此次以信息化帶動(dòng)的新一輪的工業(yè)整體升級(jí)，也許正孕育著一次趕超的機(jī)會(huì)。

過(guò)去幾年當(dāng)中，中國(guó)市場(chǎng)越來(lái)越多的企業(yè)在做數(shù)字制造，中國(guó)企業(yè)正在逐漸擺脫單點(diǎn)的信息化應(yīng)用模式，開始將視野放大到全廠、整個(gè)行業(yè)，甚至整個(gè)工業(yè)界，因此對(duì)于構(gòu)建數(shù)字化制造，實(shí)現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實(shí)的聯(lián)接，達(dá)到優(yōu)化和完善業(yè)務(wù)流程的目標(biāo)越來(lái)越重視。